PRACTICA 3

TURBINAS HIDRAULICAS

En esta práctica vamos a estudiar el comportamiento de una turbina Pelton, ya que la Francis no estaba en condiciones de ser probada, y vamos a ver los diferentes comportamientos con diferentes parámetros de entrada, y veremos los valores de salida.

En la turbina Pelton hemos tomado los siguientes datos, que han sido dados por el banco de pruebas.

Con estos datos tenemos que calcular:

- Potencia neta (o primaria), es la que hay en la entrada de la turbina. => N =  Q H g

N = 1000 kg/m3*0.00645 m3/s*19 mcda*9.81 m/s2 = 1.211 kW

Siendo:  = densidad del agua (1000 kg/m3)

Q = caudal a la entrada (0.00645 m3/s)

H = presión de entrada (19 mcda)

g = aceleración de la gravedad (9.81 m/s2 )

- Potencia en el eje (o secundaria), es la que tiene la turbina en el mismo eje y es por lo tanto la que transmite al generador.

=> Ne = M *  = (M * 2 *  * n) / 60

Ne = (3.924 Nm*2**1145 rpm) / 60 = 0.472 kW

Siendo: M = el par (3.924 Nm)

n = velocidd en rpm (1145 rpm)

- Potencia eléctrica (o útil), es la que nos genera la dinamo.

=> Nu = V * I

Nu = 80 V * 5 A = 400 W = 0.4 kW

Siendo: V = la tensión (80 V)

I = la corriente (5 V)

- Rendimiento total, de la turbina

t = Ne / N = 0.472 / 1.211 = 38.97 %

- Rendimiento de la dinamo, y disipada por la carga

d = Nu / Ne = 0.4 / 0.472 = 84.74 %

- Rendimiento global, que puede ser o el producto de las dos anteriores o la relación entre la potencia útil y la primaria.

 = t * d = 0.3897 * 0.8474 = 33.02 %

Todas estas operaciones tenemos que realizarlas con las otras dos pruebas, con lo que nos da unos resultados que a continuación expondremos en la siguiente tabla.

Otra parte de la práctica es la de calcular los parámetros del cierre de una tubería, para ver si hay Golpe de Ariete o no. La tubería a la que vamos a calcular este incremento de presión tiene un ø = 0.0425 m y un caudal Q = 14 m3/h = 0.00388 m3/s. Lo primero tenemos que calcular la velocidad de la onda de propagación “s” y viene dada por:

s = L / to = 0.6 m / 8.42 *10-4 s =712.59 m/s.

Y si el tiempo de cierre es mayor que 2to, el cierre es lento o la tubería corta, con lo que el incremento de presión viene dado por:

H = 2 * L * c / g * tc = mcda

para ello el caso más extremo de que el cierre sea lento es suponer que tc = 2 to, con loque tenemos que tc = 0.001684 m/s. El único dato que nos falta para poder aplicar la fórmula es “c” que es valor de la velocidad del líquido a la entrada de la válvula:

Q = S * c => c = Q / S = 0.00388 m2/s / 0.00141 m2 = 2.758 m/s

Con lo que aplicando la fórmula para el cierre lento, tenemos que obtenemos una sobrepresión el la tubería de:

H = 192.4 mcda.

Practica 3:

Tuberías Hidraulicas

Golpe de Ariete

Centrales eléctricas

5

3

5